普光气田长兴-飞仙关组沉积体系研究

王旭梅，叶星虎，刘文文，廖艳玲

(长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

普光气田长兴-飞仙关组沉积体系研究

王旭梅，叶星虎，刘文文，廖艳玲

(长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

利用野外露头、岩心、测井、室内分析化验等资料，对普光气田的沉积古环境进行研究，分析了各小层单元内的沉积体系类型及其沉积模式。研究表明，普光地区主体带长兴组和飞仙关组的碳酸盐岩地层可划分为碳酸盐岩台地、台地边缘和斜坡盆地3大类沉积体系，其中碳酸盐岩台地沉积体系可划分为开阔台地、局限台地、蒸发台地3个相带，台地边缘沉积体系可划分为台地边缘相带，斜坡盆地沉积体系为台地前缘斜坡相、陆棚相和盆地相3个相带。二叠统长兴组发育台地边缘礁滩组合相沉积，而下三叠统飞仙关组则发育台地边缘滩相沉积。

普光气田；沉积体系；长兴组；飞仙关组

普光气田位于四川省宣汉县境内，是川东断褶带东北段双石庙-普光NE向构造带上的一个鼻状构造，介于大巴山推覆带前缘断褶带与川中平缓褶皱带相接之间。该构造带西侧由三条断层控制，东部紧邻北西的清溪场-宣汉东、老君山构造带[1]。笔者以碳酸盐岩沉积学和储层地质学为理论指导，以井下岩心观察描述为基础，结合测井资料的综合解释，对普光气田主体碳酸盐岩沉积体系和各种微相特征进行研究，并建立了普光气田主体沉积相模式。

1 地层分布特征

1.1二叠系长兴组

长兴组岩性大致可分为下部灰岩段(或礁灰岩段)和上部白云岩段。由于沉积环境有所不同，长兴组发育3种类型，即礁滩组合型、浅滩型和开阔台地型(或缓坡型)[2]。

1)礁滩组合型 主要为生物礁、滩相颗粒灰岩及白云岩组合，其上下分别与飞仙关组、吴家坪组整合接触。

2)浅滩型 长兴组上下分别与飞仙关、吴家坪组整合接触，大致可分为4个岩性段：①长四段。浅灰至黄灰色块状含灰质细晶白云岩、鲕状白云岩夹数层砾屑白云岩。砾屑白云岩中，砾石成分主要为白云岩、石膏质白云岩，次为灰岩，砾石呈棱角状，见鸟眼构造，是极好储集层。②长三段。浅灰色泥至亮晶砂屑灰岩。③长一、二段。浅灰色厚块状至细晶灰岩。长三段至长一段中，均发育大量含生物碎屑亮晶砂屑灰岩，储集性能良好。总之，浅滩型长兴组中发育有很好的颗粒灰岩及白云岩储层。

3)开阔台地(缓坡)型 主要分布于南部石龙场构造及达县宣汉地区，其与礁滩组合型和浅滩型的最大区别是顶部不发育白云岩，由大套灰岩组成，因而分段困难。长兴组是普光地区的主要目的层之一，厚92～240m，整体表现为西薄东厚。

1.2三叠系飞仙关组

飞仙关组是普光气田极为重要的目的层。根据对露头剖面及钻井取芯的研究，飞仙关组储层分为4段，即飞一段、飞二段、飞三段和飞四段，厚425～714m，其上下分别与嘉陵江组、长兴组整合接触，为台地边缘-台地鲕粒滩相沉积[3]。

2 沉积体系与沉积相特征

研究区在构造上属川东弧形隔挡式褶皱带与大巴山弧形隔挡式褶皱带的叠加、复合和干涉部位。根据井下岩心观察和钻测井资料分析，结合前人的研究成果，将研究区上二叠统长兴组-下三叠统飞仙关组划分为碳酸盐岩台地沉积体系、台地边缘沉积体系和斜坡-盆地沉积体系。

2.1碳酸盐岩台地沉积体系

1)开阔台地相 该相在飞三段及长兴组较为发育，该环境水深较浅，约10m左右，盐度正常或略微偏高，主要岩性为颗粒质泥岩，有较多的虫孔痕迹。

2)蒸发台地相 该相在飞三段、飞四段及长兴组顶部有分布。沉积环境多位于潮上带，岩性多为白云岩、石膏或硬石膏，可见明显的不规则纹理，有鸟眼构造、透镜状层理等发育。

3)局限台地相 该相广泛发育于上二叠统长兴组和下三叠统飞仙关组地层中，可分为潮坪及泻湖等亚相。①潮坪亚相。在飞仙关组较为发育，并以飞三段最为突出。按岩性特征，可细分为灰膏蒸发坪、灰泥坪、藻坪、云泥坪等微相。潮上沉积多发育于飞四段，主要岩性为泥质白云岩，常见水平层理。②泻湖亚相。由于海水循环受到限制，水动力条件弱，因而沉积较细粒物质，岩性为生物屑质灰泥，水平层理和砂纹层理较为常见。与潮坪相沉积相比，其有机质含量高，且沉积物颜色以深灰色为主。

2.2台地边缘沉积体系

台地边缘沉积体系可划分为台地边缘相带，由于该相带受波浪潮汐影响较大，沉积物主要鲕粒白云岩和块状石灰岩等组成，生物礁非常发育。台地边缘相可进一步分为台地边缘礁亚相和台地边缘滩亚相。

1)台地边缘礁亚相 该亚相在研究区内主要分布在上二叠统长兴组[4]。礁体一般为块状沉积，与周围沉积呈指状穿插，并且其厚度明显大于同期正常沉积的地层厚度。台地边缘礁向海一侧为盆地，向陆一侧为礁后泻湖，礁体发育好，礁体中造礁生物含量高，一般可达45%，高者达70%，礁前一般明显存在斜坡。礁前斜坡上塌积岩的宽度随斜坡的陡缓而异。台地边缘礁主要分布发育在晚二叠世长兴组地层中，在研究区内呈点礁出现，表明台地边缘礁的形成需要特定的条件，即一定的古地貌隆起、水体清洁和合适的海平面升降等[5]。

2)台地边缘滩亚相 该亚相在研究区主要分布在下三叠统飞一段和飞二段地层中，在长兴组地层中也有分布。台地边缘滩主要由鲕粒灰岩和鲕粒白云岩沉积组成，台地边缘最常见的是鲕滩。

2.3斜坡-盆地沉积体系

1)台地前缘斜坡相 该相带从波基面以上延续到浪基面以下，因此水动力条件相对于台地边缘相较弱，沉积物以深水原地沉积为主，伴有重力流沉积。岩性多以灰砂岩为主，也发育细粒的碳酸盐岩，水平层理发育。野外露头剖面该相特征比较清晰。

2)陆棚相 陆棚相水深一般为几十至一百米左右，海底位于一般浪基面以下和风暴浪基面以上，地形坡度小，沉积作用较均匀，沉积环境多为低能环境，但也可发生间歇性的风暴作用。沉积物颜色以灰、红、棕色为主，岩性以石灰岩和泥灰岩为主，富含化石，生物扰动构造也较发育。

3)盆地相 该相带多沉积于深水环境，一般水深在200m以下，因而水动力条件非常弱，沉积物处于还原环境，不适合生物的生存。沉积物一般颜色较暗，粒度较细，水平层理较发育。在长兴组及飞仙关组内盆地相均不发育。

3 沉积模式

3.1长兴组沉积模式

1)长一段期 由于海水环境和气候温和，该期较适合生物的大量生长，因此生物礁较为发育。这些生物礁多呈孤立点礁生长在位于台地边缘的缓坡上，礁体之间断续相连，构成了沿着碳酸盐台地分布的点礁群，其沉积模式为台地边缘缓坡点礁。由西向东分别由碳酸盐台地缓坡、台地边缘礁滩、开阔-局限台地相组成。西部为台棚，也即为缓坡带，以细粒灰岩沉积为主，同沉积滑动构造等发育；中部为开阔-局限台地，以生物碎屑灰岩沉积为主；东部为台地边缘礁滩，以鲕粒云岩和海绵骨架岩为主(见图1)。

图1 普光地区长一期沉积模式

2)长二段期 该期沉积模式以及沉积格局与长一段期基本相同。但长一段期台地边缘礁滩相带常暴露海面，礁被干死变为暴露环境或碳酸盐台地浅滩，而长二段期海平面相对比较稳定，所以碳酸盐台地缓坡和盆地相受海平面变化的影响不大。另外，长一段期开阔台地-局限台地相带沉积环境较浅，海水循环受限，盐度显著提高，以沉积准同生泥质微晶白云石为主。关于岩台地相沉积，两者之间也存在一定差别，其中上二叠统长兴组发育台地边缘礁滩组合相沉积，而下三叠统飞仙关组仅发育台地边缘滩相沉积。

图2 普光地区飞仙关组沉积模式

3.2飞仙关组沉积模式

普光地区飞仙关组早期以海槽盆地相沉积为主，向上发育斜坡相沉积，由陆向海发育蒸发台地相、局限台地相、开阔台地相和台地边缘滩相。随着海槽的关闭,沉积由盆地相向局限-蒸发台地相发展(见图2)。

4 结 语

通过对普光气田二叠系长兴组和三叠系飞仙关组大量岩心描述和室内镜下岩石薄片鉴定认为，长一段期沉积模式为台地边缘缓坡点礁，由西向东分别由碳酸盐台地缓坡、台地边缘礁滩、开阔-局限台地相组成。到了长二段期，整体上，长二段沉积模式几乎是延续长一段的沉积格局。只是在该时期，海平面相对下降，长一段台地边缘礁滩相带时常暴露海面，变为碳酸盐台地浅滩或暴露环境。而飞仙关组形成初期,相对海平面开始下降，研究区发育有斜坡-陆棚、开阔台地、局限台地及台地边缘滩等。飞仙关组形成中期，研究区则大量发育开阔台地、局限台地沉积。飞仙关组形成晚期，随着海平面的下降，主要大面积发育局限台地相及部分蒸发台地相沉积。通过上述沉积体系研究，可以了解该研究区储层的平面展布规律，从而为有利富集区的筛选打下良好基础。

[1]马永生，梅冥相. 碳酸盐岩储层沉积学[M].北京：地质出版社，1999.

[2]强子同. 碳酸盐岩储层地质学[M].东营：石油大学出版社，1998.

[3]杨家静，王一刚.四川盆地东部长兴组-飞仙关组气藏地球化学特征及气源探讨[J].沉积学报，2002，20(2)：349-352.

[4]马永生，牟传龙,郭旭升，等. 四川盆地东北部长兴期沉积特征与沉积格局[J].地质论评，2006,52(1):25-29.

[5] Alvaro J J, Aretz M.Fabric transitions from shell accumulations to reefs：an introduction with Palaeozoic examples[J].Geological Society, 2007，275(6)：11-16.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.021

P618 130

A

16731409(2012)11N06103